[發(fā)明專利]一種交換表的維護(hù)方法及裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110002851.6
• 申請日: 2011-01-07
• 公開（公告）號: CN102594931A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 龍裕
• 申請（專利權(quán)）人: 中興通訊股份有限公司
• 主分類號: H04L29/12
• 分類號: H04L29/12;H04L12/46
• 代理公司: 北京安信方達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11262
• 代理人: 李健;龍洪

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)交換技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種交換表的維護(hù)方法及裝置。

背景技術(shù)

數(shù)據(jù)交換就是將分組數(shù)據(jù)（或數(shù)據(jù)幀）從一個端口移到另一個端口的動作，移動的依據(jù)是交換表。如圖1所示，一般情況下，交換表中包含多個交換表項。參考圖2，交換表項中包含的主要內(nèi)容有MAC（媒體接入控制）地址、VLAN（虛擬局域網(wǎng)）和端口信息，簡單二層交換的交換表項中主要包括MAC地址和端口信息。

二層交換設(shè)備在初始開機(jī)時，交換表的內(nèi)容為空，在使用的過程中，二層交換設(shè)備會慢慢“學(xué)習(xí)”建立其交換表中的內(nèi)容。當(dāng)交換設(shè)備接收到一個數(shù)據(jù)幀時，得到該數(shù)據(jù)幀的源MAC地址及其所屬VLAN，如果交換設(shè)備中找不到對應(yīng)的表項，則將此源MAC和VLAN寫入交換表項中，并在交換表項中記錄端口信息，即學(xué)習(xí)MAC表項。同時，交換設(shè)備也得到該數(shù)據(jù)幀的目的MAC地址，交換設(shè)備根據(jù)目的MAC地址和VLAN查詢對應(yīng)的交換表項，確定目的端口，如果目的MAC地址和VLAN在交換表中存在對應(yīng)的交換表項，則二層交換設(shè)備找到相應(yīng)的目的端口后，通過交換表項所指出的路徑，對數(shù)據(jù)幀進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)；如果在交換表中找不到對應(yīng)的表項，則查詢VLAN對應(yīng)的VLAN表項，將數(shù)據(jù)幀發(fā)給源端口以外的所有處于同一個VLAN內(nèi)的交換設(shè)備端口。

如圖1所示，傳統(tǒng)的交換表項中包含完全的MAC地址、VLAN和端口信息，通過Hash（哈希）算法，可以得到表項地址，根據(jù)表項地址對表項進(jìn)行訪問，將讀出的表項內(nèi)容與MAC和VLAN進(jìn)行比較，確定是否是所需的表項，并做出相應(yīng)的轉(zhuǎn)發(fā)決策。

現(xiàn)有交換表中交換表項的結(jié)構(gòu)會產(chǎn)生大量的存儲資源占用量，假設(shè)交換表項的條目數(shù)為16K，Hash地址位寬為11位，Hash桶深為8（即允許8條沖突項），假定共有256個端口，則需要耗費(fèi)16K*(48+12+8)=1088?Kbit的存儲資源，其中MAC字段寬度為48位，VLAN字段寬度為12位，端口字段寬度為8位。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種交換表的維護(hù)方法及裝置，解決現(xiàn)有交換表占用大量存儲資源的問題。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的一種交換表的維護(hù)方法，包括：

在獲取到媒體接入控制(MAC)地址和虛擬局域網(wǎng)標(biāo)識(VLAN_ID)后，將MAC地址寫入到交換表的交換表項中，并對MAC地址進(jìn)行壓縮映射運(yùn)算，將壓縮映射運(yùn)算結(jié)果與VLAN_ID進(jìn)行一可逆運(yùn)算，配置交換表項的地址為可逆運(yùn)算的結(jié)果，在訪問交換表項時，將該交互表項的地址與MAC地址的壓縮映射運(yùn)算結(jié)果進(jìn)行運(yùn)算，反算出VLAN_ID。

進(jìn)一步地，該方法還包括：

在將壓縮映射運(yùn)算結(jié)果與VLAN_ID進(jìn)行一可逆運(yùn)算前，確定交換表項的地址的位寬，在該交換表項的地址的位寬小于VLAN_ID的長度時，在交換表項中配置VLAN字段，該VLAN字段的長度為VLAN_ID的長度減去交換表項的地址的位寬，在該VLAN字段中保存VLAN_ID的無法反算出的部分。

進(jìn)一步地，在交換表項的地址的位寬大于或等于VLAN_ID的長度時，則VLAN_ID全部由交互表項的地址與MAC地址的壓縮映射運(yùn)算結(jié)果反算得到，在交換表項中取消VLAN字段。

進(jìn)一步地，該方法還包括：

在訪問交換表項時，還根據(jù)交互表項的地址和沖突表項的位置，確定交換表項，從該交互表項中讀取MAC地址，并執(zhí)行將交互表項的地址與MAC地址的壓縮映射運(yùn)算結(jié)果進(jìn)行運(yùn)算，反算出VLAN_ID。

進(jìn)一步地，該方法還包括：

在交換表項的地址的位寬小于VLAN_ID的長度時，在反算出VLAN_ID后，還從交換表項的VLAN字段中讀取出保存的部分VLAN_ID，將該部分VLAN_ID加入到反算出的VLAN_ID中，得到完整的VLAN_ID。

進(jìn)一步地，壓縮映射運(yùn)算為哈希運(yùn)算，可逆運(yùn)算為異或運(yùn)算。

進(jìn)一步地，將交互表項的地址與MAC地址的壓縮映射運(yùn)算結(jié)果進(jìn)行運(yùn)算，反算出VLAN_ID包括：

VLAN_ID等于對MAC地址的哈希運(yùn)算結(jié)果異或交換表項的地址。

進(jìn)一步地，一種交換表的維護(hù)裝置，包括：信息寫入單元、地址配置單元和交換表訪問單元，其中：

信息寫入單元，用于在獲取到媒體接入控制(MAC)地址和虛擬局域網(wǎng)標(biāo)識(VLAN_ID)后，將MAC地址寫入到交換表的交換表項中；